1. Общая структура сети LTE

Создание конкурентной технологии построения сетей мобильной связи на основе сети мобильной связи WiMAX (стандарт IEEE 802.1бе) активизировало усилия участников проекта 3GPP по разработке на основе технологии OFDM эволюционного варианта сети UMTS, названного LTE.

Сеть LTE состоит из двух важнейших компонентов: сети радиодоступа E-UTRAN и базовой сети SAE (System Architecture Evolution) (рис. 2.1).

Рис. 2.1 Взаимодействие сети радиодоступа E-UTRAN и базовой сети SAE

Основными требованиями проекта 3GPP к сети SAE были: максимально возможное упрощение структуры сети и исключение дублирующих функций сетевых протоколов, характерных для системы UMTS.

Сеть радиодоступа E-UTRAN рассмотрена в ряде технических спецификаций, согласно которым она состоит только из базовых станций eNB (evolved Node В). Базовые станции eNB являются элементами полносвязной сети E-UTRAN и соединены между собой по принципу «каждый с каждым» при помощи интерфейса Х2. Интерфейс Х2 поддерживает хэндовер мобильного терминала в состоянии LTE_ACT1VE. Каждая базовая станция имеет интерфейс SI с базовой сетью SAE, построенной по принципу коммутации пакетов.

Базовая сеть SAE, иногда называемая сетью ЕРС (Evolved Packet Core), содержит узлы MME/UPE (4,7.8). состоящие из логических элементов ММЕ и UPE. Логический элемент ММЕ (Mobility Management Entity) отвечает за решение задач управления мобильностью абонентского терминала и взаимодействует с базовыми станциями eNB сети E-UTRAN с помощью протоколов плоскости управления C-plane (интерфейс Sl-С). Логический элемент UPE (User Plane Entity) отвечает за передачу данных пользователей согласно протоколам плоскости пользователя U-plane и взаимодействует с eNB посредством интерфейса S1-U.

Благодаря интерфейсу S1 базовые станции соединены с несколькими узлами MME/UPE, что позволяет более гибко использовать сетевой ресурс. Такой интерфейс называют SI-flex.

Сеть LTE имеет следующие функциональные отличия от сети UMTS.

1. Базовые станции eNB выполняют функции управления радиоресурсами (Radio Resource Management - RRM): управление радиоканалами (Radio Bearer Control), управление доступом (Radio Admission Control), управление мобильностью (Connection Mobility Control), динамическое распределение ресурсов (Dynamic Resource Allocation). Таким образом, в сети радиодоступа E-UTRAN базовые станции eNB управляют протоколами радиоинтсрфейса. комбинируя выполнение функций базовых станций Node В и большинство функций контроллера RNC сети UMTS.

2. Сетевой элемент управления мобильностью ММЕ отвечает за распределение сообщений вызова (paging) к базовым станциям eNB. Кроме того. ММЕ управляет протоколами плоскости управления: назначения идентификаторов абонентских терминалов, обеспечения безопасности сети, проверки подлинности сообщений абонентов и управления роумингом.

3. Сетевой элемент плоскости пользователя UPE выполняет сжатие заголовков IP-протоколов, шифрование потоков данных, терминацию пакетов данных плоскости пользователя, коммутацию пакетов данных при обеспечении мобильности пользователя. Кроме того, UPE управляет протоколами пользовательского уровня, например, хранением текущего статуса абонентского терминала (AT), прерыванием состояния LET_IDLE на уровне абонентских терминалов.

Основные протоколы интерфейса S1 плоскостей С-р1апе и U-plane сети LTE представлены на рис. 2.2.

Рис. 2.2 Протоколы интерфейса S1 сети LTE

Одной из важнейших задач управления в сети LTE является максимально эффективное использование радиорссурсов. Данная задача решается с помощью совокупности функций управления радиоресурсами RRM (управление радиоресурсами сети E-UTRAN. управление службой передачи данных в радиоканале. управление мобильностью, управление доступом, динамическое распределение ресурсов) и с помощью протокола управления радиоресурсами RRC. Требования к функциям управлению радиоресурсами приведены в TR 25.913.

Управление радиорссурсами сети E-UTRAN (Inter Cell RRM) обеспечивает управление ресурсами группы сот в целях повышения эффективности использования частотного спектра и минимизации помехового взаимного влияния абонентских терминалов и базовых станций, а также поддержку мобильности.

Управление службой передачи данных в радиоканале (RB Control) реализовано в базовых станциях eNB сети E-UTRAN и обеспечивает установление, поддержание и освобождение радиоканалов передачи данных с заданными параметрами в сети E-UTRAN. Основными задачами являются контроль и управление всеми активными сессиями передачи данных с учетом параметров качества услуг (QoS), выделение ресурсов для вновь активируемых сессий.

Управление мобильностью (Connection Mobility Control) позволяет выбирать обслуживающую базовую станцию eNB для мобильного терминала, передавать обслуживание мобильного терминала от одной базовой станции eNB (хэндовер) к другой. Выбор обслуживающей eNB осуществляется мобильным терминалом на основе собственных измерений в состоянии RRC_CONNECTED и сравнения полученных измерений с установленными пороговыми значениями. Хэндовер реализован на основе анализа измерений как мобильного терминала, так и базовой станции eNB, а также текущей загрузки обслуживающей и соседних сот, политикой оператора по регулированию трафика.

Поддержку мобильности абонентского терминала в сети SAE обеспечивает логический элемент ММЕ. Основными функциями ММЕ являются:

- управление мобильностью абонентского терминала, находящегося в состоянии RRCJDLE (Idle State Mobility Handling);

- управление безопасностью мобильной связи (NAS Security) в соответствии с протоколами, относящимися к группе протоколов «уровня без доступа» и обеспечивающими, например, аутентификацию пользователей, управление ключами шифрования данных;

- управление службой передачи данных сети SAE (SAE Bearer Control).

Параметры функций управления радиоресурсами cent E-UTRAN (Inter Cell RRM), управления службой передачи данных в радиоканале (RB Control) и управления мобильностью (Connection Mobility Control) могут быть кастомизированы в соответствии с требованиями оператора.

Основной задачей управления доступом (Radio Admission Control) является формирование решений о предоставлении доступа мобильному терминалу к сети E-UTRAN. Данная задача решается на основе многокритериального анализа загрузки сети радиодоступа, требований мобильного терминала к параметрам QoS.

Динамическое распределение ресурсов (Dynamic Resource Allocation; Scheduler) отвечает за планирование очередности передачи пакетов данных и позволяет динамически выделять и перераспределять ресурсы сети радиодоступа, включая канальные ресурсы, мощность излучения базовых станций, ресурсы буферизации при обработке пакетов данных с учетом параметров QoS.

Протокол управления радиоресурсами RRC плоскости C-plane обеспечивает:

- вещание служебной информации в соответствии с протоколами. относящимися к группам протоколов «уровня с доступом» и «уровня без доступа» (соответственно AS - Access Stratum и NAS - Non-Access Stratum);

- пейджинг мобильного терминала;

-установление, поддержание и закрытие RRC-соединений между абонентским терминалом и сетью E-UTRAN;

- управление ключами шифрования;

- установление, поддержание и закрытие служб передачи данных в радиоканале (Radio Bearers) типа «точка-точка» и «точка-многоточка» с заданными параметрами QoS;

- мобильность абонентских терминалов.

Кроме того, протокол RRC обеспечивает выполнение ряда других функций.

Протокол сходимости пакетных данных (Packet Data Convergence Protocol - PDCP) плоскостей U-plane и C-PIane обеспечивает устранение избыточности (сжатие) служебной информации, объем которой может быть соизмерим с объемом полезной информации, передаваемой в пакетах данных, а также шифрование/дешифрование данных.

Протокол управления радиоканалом (Radio Link Control - RLC) обеспечивает:

- сегментацию и компоновку пакетов данных протоколов более высокого уровня (Protocol Data Unit - PDU) переменной длины в меньшие блоки полезной нагрузки (Packet Unit - PU); размер блока PU определяется в соответствии со скоростью передачи информации в радиоканале;

- конкатенцию (сочленение) коротких пакетов PDU верхнего уровня;

- заполнение остатка поля данных блока PU, если сочленение неприемлемо;

- передачу данных пользователя с подтверждением и неподтверждением приема в соответствии с параметрами QoS;

- исправление ошибок методом повторной передачи (ARQ) пакетов данных;

- сохранение на более высоком уровне порядка доставки пакетов PDU при передаче данных с подтверждением приема:

- обнаружение дублирования пакетов PDU для доставки их на более высокий уровень только один раз;

- управление скоростью передачи данных;

- контроль порядковых номеров пакетов.

2. Архитектура базовой сети SAE

Архитектура базовой сети SAE позволяет осуществлять дальнейшую эволюцию сетей 3G в направлении получения более высоких скоростей передачи данных, обеспечения низких задержек, а также оптимизации передачи данных на основе разнообразных технологий радиодоступа. Основным отличием базовой сети SAE от базовой сети системы UMTS является максимально упрощенная структура и отсутствие дублирующих функций сетевых протоколов.

Архитектура базовой сети SAE представляет собой PS-домен системы LTE, который предоставляет как голосовые услуги, так и всю совокупность IP-услуг на основе технологий пакетной коммутации данных. Первая версия архитектуры сети SAE представлена в технической спецификации 3GPP TS 22.978 «Эволюция архитектуры системы». В основу построения базовой сети SAE положена концепция «все через IP» (all-IP или AIPN - All over IP Network) и то обстоятельство, что доступ к базовой сети SAE может осуществляться как через сети радиодоступа второго и третьего поколений (например, сети UTRAN, GERAN), так и через сети радиодоступа неевропейских технологий, не стандартизированные проектом 3GPP (сети ne-3GPP), например, сети IEEE: Wi-Fi, WiMAX, а также через сети, использующие проводные IP-технологии (например, сети ADSL+, FTTH и др.).

Эталонная архитектура базовой сети SAE с указанием интерфейсов взаимодействия с внешними сетями показана на рис. 2.3. Согласно этой архитектуре функции протоколов плоскости управления узла SGSN сети UMTS становятся функциями элемента управления мобильностью ММЕ. Функции контроллера RNC, которые не выполняет базовая станция eNB сети E-UTRAN. и функции протоколов плоскости пользователя узлов SGSN и GGSN реализуются модулем UPE и шлюзовым узлом «привязки» 3GPP Anchor сети SAE. Этот узел предназначен для присоединения сетей 2G/3G к сети LTE. В состав SAE входит также шлюзовый узел привязки SAE Anchor, который служит для присоединения к сети SAE сетей стандартов 3GPP (GSM/UMTS) и стандартов He-3GPP (Wi-Fi и WiMAX). Узлы привязки 3GPP Anchor и SAE Anchor образуют единый узел привязки IASA (Inter Access System Anchor) для присоединения внешних IP-сетей.

Рис. 2.3 Эталонная архитектура базовой сети SAE

Совокупность логических сетевых элементов MME/UPE. IASA. состоящего из узлов SAE Anchor и 3GPP Anchor (рис. 2.3), образует базовую пакетную сеть (Evolved Packet Core - ЕРС). Данные логические элементы рассматривались в основном на начальных стадиях разработки стандартов сети LTE. Более детальные исследования, направленные на практическую реализацию архитектуры ЕРС. определили новые сетевые элементы: обслуживающий шлюз S-GW (Serving GW) и шлюз взаимодействия с пакетными сетями P-GW (PDN GW), а также логический элемент ММЕ. функционирующий отдельно от элемента UPE. Шлюзы S-GW и P-GW физически могут быть реализованы в составе одного сетевого элемента aGW (Access GW).

Краткое описание основных интерфейсов сети SAE приведено в табл. 2.1.

Таблица 2.1 Основные интерфейсы сети SAE

Основные требования к архитектуре сети LTE можно обобщить следующим образом:

1. Поддержка сетей радиодоступа как стандартов 3GPP, так и стандартов ne-3GPP. При этом информация о возможных технологиях доступа должна передаваться на абонентский терминал с указанием приоритетов технологий, установленных оператором.

2. Полная совместимость базовой сети SAE с базовыми сетями стандартов 3GPP, начиная с Release 6.

3. Обеспечение минимальных задержек передачи данных согласно протоколам плоскости управления C-plane. Например, интервал времени перехода мобильного терминала из состояния Idle (терминал находится в состоянии Attached протокола GMM, выделен IP-адрес, терминал зарегистрирован в подсистеме IMS) в состояние начала приема/передачи данных по протоколам U-plane должно быть не более 200 мс.

4. Четкое функциональное разделение между элементами сети SAE, позволяющее избежать дополнительных задержек передачи данных согласно протоколам C-plane из-за дублирования функций.

5. Установление IP-соединения с индивидуальными параметрами QoS при минимальном количестве транзакций.

6. Функция управления мобильностью сети LTE должна решать задачи управления мобильностью как в сети E-UTRAN, так и между сетями E-UTRAN и сетями радиодоступа других типов.

7. Функция управления мобильностью сети LTE должна взаимодействовать с терминалами различных типов: фиксированными, номадически мобильными и мобильными.

8. Функция управления мобильностью сети LTE должна предоставлять оператору сети LTE возможность управлять сетями доступа, используемыми абонентами.

9. Процедуры поддержки мобильности терминалов (хэндовер) в сетях E-UTRAN. между сетями E-UTRAN и другими сетями радиодоступа 3GPP (процедура Inter-RAT Handover), а также между сетями E-UTRAN/3GPP и сетями радиодоступа нe-3GPP должны быть реализованы с минимальной потерей пакетов данных в режиме реального времени (например, для приложений VoIP) и в режиме, инвариантном времени (например, для просмотра web-peсурса).

10. Процедура обновления данных о местоположении абонентского терминала в сети должна обеспечивать минимальную загрузку каналов сигнализации.

11. Архитектура сети SAE должна обеспечивать оптимальную маршрутизацию при нахождении абонента в межсетевом роуминге.

12. В целях предоставления гибкого доступа к сети LTE пользователям, находящимся в роуминге. архитектура сети SAE должна обеспечивать доступ через различные сети беспроводного широкополосного доступа WLAN в соответствии с существующими договорами доступа между оператором визитной сети VPLMN и визитными операторами сети WLAN. причем такие договоры между визитными операторами сети WLAN и оператором домашней сети HPLMN не требуются.

13. Поддержка IP-протоколов различных версий (IPv4 и IPv6), а также режима вещания IP-Multicast.

14. Обеспечение такого уровня безопасности пользователей (аутентификация. идентификация, шифрование данных), который был бы не ниже, чем в существующих сетях 3GPP с пакетной коммутацией и коммутацией каналов. Процедура аутентификации не должна зависеть от типа и технологии сети доступа.

15. Доступ к сетям LTE должен предоставляться абонентам согласно существующим USIM-картам (Release 99). При этом база данных HSS должна соответствовать Release 5.

16. Поддержка всех существующих в настоящее время принципов тарификации.

17. Архитектура SAE должна обеспечивать гибкое использование ресурсов сети, когда все элементы сети (узлы) рассматриваются как единый распределенный ресурс. Примером стала структура интерфейса Iu-flex. определенная в Release 5, согласно которой контроллер RNC может иметь интерфейс с несколькими узлами SGSN/MGW.

3. Основные функции базовой сети SAE

В перечне функциональных возможностей базовой сети SAE можно выделить несколько основных функций:

- управление доступом в сеть (Network Access Control):

- маршрутизация и транспортировка пакетов данных (Packet Routing and Transfer);

- управление мобильностью абонентского терминала (Mobility Management):

- обеспечение безопасности (Security);

- управление радиоресурсами сети (Radio Resource Management):

- управление сетью (Network Management):

- выбор функциональных элементов сети:

- функции, связанные с использованием в сети IP-протокола.

Каждая из этих функций может включать в себя несколько частных функций.

Функция управления доступом в сеть. С помощью данной функции абонентский терминал присоединяется к базовой сети SAE. При этом выполняется ряд частных функций, представленных ниже.

Функция выбора сети/сети доступа дает возможность абонентскому терминалу выбирать сеть мобильной связи или сеть доступа, посредством которой будет осуществляться IP-соединение абонентского терминала с сервисными платформами (серверами приложений). Выбор сети/ сети доступа зависит прежде всего от используемых этими сетями технологий. Для сетей стандартов 3GPP принципы выбора сети определены в технической спецификации TS 23.122, принципы выбора сети доступа - в технических спецификациях TS 36.300, TS 43.022 и TS 25.304. Для сетей стандартов нe-3GPP, базирующихся на IP-протоколе, принципы выбора сети/сети доступа определены в технической спецификации TS 23.402.

Функция аутентификации и авторизации позволяет проверить подлинность абонента, определить доступность абоненту сетевых услуг в соответствии с его профилем и выполнить авторизацию мобильного терминала абонента, например назначить IP-адрес, выделить сетевые ресурсы и активировать сетевую службу передачи данных (виртуальный сетевой канал - EPS Bearer). Функция аутентификации тесно связана с функцией управления мобильностью абонента.

Функция контроля доступа требуется для определения доступности запрашиваемых ресурсов сети и резервирования этих ресурсов согласно поступившему запросу в целях дальнейшего использования.

Функция применения сетевых политик и правил тарификации (PCEF) обеспечивает управление предоставлением услуг абоненту в соответствии с требуемым качеством услуг и тарификацию в соответствии с правилами, полученными от функции PCRF биллинговой системы. Согласно спецификации TS 23.203 функция PCEF решает следующие основные задачи:

- обнаружение и регистрация потоков пакетов данных пользователей; при регистрации потоки пакетов данных пользователей отождествляются с IP-адресами и портами источника и получателя, с требуемым качеством обслуживания в соответствие с идентификаторами протокола IP (идентификатором Type of Service протокола IPv4 и идентификатором Traffic Class протокола IPv6);

- измерение объема и параметров передачи (скорости, задержки передачи) пакетов данных;

- управление качеством передачи данных;

- применение правил тарификации в реальном масштабе времени с учетом качества передачи данных.

Функция законного перехвата сообщений абонентов позволяет предоставить уполномоченным государственным организациям доступ к частной информации (например, к телефонным разговорам, передаваемым данным, сообщениям SMS. MMS и сообщениям электронной почты). Данная функция реализуется как оператором сети LTE. так и провайдерами сети доступа, провайдерами услуг. Согласно российскому законодательству данная функция является функцией системы обеспечения оперативно-розыскных мероприятий (СОРМ).

Функция маршрутизации и транспортировки пакетов данных. С помощью функции маршрутизации осуществляется определение маршрута передачи и транспортировка пакетов данных как внутри одной сети мобильной связи, так и между несколькими сетями. Маршрут транспортировки пакетов данных устанавливается на основе таблиц маршрутизации и представляет собой перечень сетевых узлов: исходящий узел, промежуточные узлы и узел назначения. Сеть SAE базируется на IP-протоколе и вследствие этого использует стандартные механизмы маршрутизации и транспортировки данных IP-сетей.

При выполнении функции маршрутизации и транспортировки пакетов данных реализуется ряд частных функций.

Функция сжатия IP-заголовка предназначена для оптимизации использования пропускной способности и ресурсов сети радиодоступа за счет уменьшения объема передаваемых служебных данных путем применения специальных механизмов сжатия IP-заголовка.

Функция проверки (сканирования) пакетов данных позволяет сети выполнять проверку типа IP-адреса, используемого мобильным терминалом: адреса типа IPv4, либо адреса типа IPv4 с префиксом адреса IPv6 (например, ::ffff:IPv4), либо адреса типа IPv6.

Функция обеспечения безопасности. При выполнении функции обеспечения безопасности в сети LTE решаются следующие основные задачи):

- защита от несанкционированного использования услуг сети LTE с помощью аутентификации пользователя и подтверждения возможности оказания запрошенной услуги;

- обеспечение конфиденциальности аутентификации абонента с помощью использования временных идентификаторов и ключей шифрования;

-обеспечение конфиденциальности абонентских данных с помощью шифрования;

- обеспечение аутентификации данных, передаваемых в сообщениях сигнализации;

- обеспечение аутентификации сети мобильным терминалом;

- идентификация мобильного терминала.

Рассмотрим подробнее последнюю процедуру.

Идентификация мобильного терминала выполняется модулем управления мобильностью ММЕ, и/или домашним сервером абонентских данных HSS, и/или пакетным шлюзом P-GW с помощью регистра идентификации (Equipment Identity Register - EIR) и предназначена для проверки подлинности используемого оборудования мобильного терминала. Проверка подлинности мобильного терминала позволяет исключить использование в сети украденных либо дефектных мобильных терминалов. Идентификация мобильного терминала инициируется модулем ММЕ путем передачи международного идентификатора мобильного терминала IMEI регистру идентификации EIR для последующей проверки подлинности терминала, а затем анализа ответа регистра EIR для выполнения соответствующего действия (например, передачи команды «режекция присоединения», если регистр EIR определил, что мобильный терминал находится в «черном списке»).

Процедура проверки подлинности мобильного терминала UE показана на рис. 2.4.

Рис. 2.4 Процедура проверки подлинности мобильного терминала

Отметим особенность идентификации мобильного терминала в условиях роуминга. Идентификация мобильного терминала выполняется регистром EIR домашней сети в случаях, когда визитная сеть получает от мобильного терминала запрос на присоединение Initial Attach (за исключением случая, когда запрос Initial Attach связан с выполнением процедуры хэндовсра), а также в случае реализации процедуры обновления данных о зоне местоположения мобильного терминала (Tracking Area Update - TAU) в сети E-UTRAN, если до этого мобильный терминал находился в сети UTRAN/CERAN и обслуживающий его ранее узел SGSN не предоставил данные об идентификации мобильного терминала.

Функция управления мобильностью. С помощью данной функции обеспечивается отслеживание расположения мобильного терминала в сети E-UTRAN с точностью до одной зоны местоположения терминала (Tracking Area - ТА) либо группы зон местоположения в соответствии с перечнем зон местоположения (Tracking Area List - TAL). Функция включает в себя несколько частных функций.

Функция управления мобильностью терминала в режиме ECM-IDLE. Режим ECM-IDLE (EPS Connection Management IDLE) характеризуется отсутствием активного соединения мобильного терминала с сетью LTE. при котором обеспечивается передача пакетов данных пользователя. В данном режиме расположение мобильного терминала в сети E-UTRAN известно модулю ММЕ с точностью до группы зон местоположения согласно TAL.

Функция управления перечнем зон (треков) местоположения мобильного терминала в сети E-UTRAN позволяет базовой сети SAE запоминать и актуализировать не одну зону местоположения мобильного терминала ТА, а группу зон местоположения в зависимости от накопленной статистики перемещения абонента, что в конечном счете позволяет уменьшить частоту выполнения процедуры обновления данных о местоположении TAU.

Функция управления хэндоверам в сети E-UTRAN позволяет обеспечить непрерывность IP-сессии пользователя при перемещении мобильного терминала между базовыми станциями cNB. Управление хэндовером осуществляется сетевым элементом ММЕ, являющимся функциональным модулем привязки внутрисетевой мобильности (Inter-eNodeB Mobility Anchor).

Функция управления межсетевым хэндовером в сетях ЗСРР позволяет обеспечить непрерывность IP-сессии пользователя при перемещении мобильного терминала между сетями 3GPP. Управление межсетевым хэндовером осуществляется сетевым элементом ММЕ, являющимся функциональным модулем «привязки» межсетевой мобильности (Inter-3GPP Mobility Anchor).

Функция уменьшения трафика сигнализации (Idle mode Signalling Reduction - ISR) мобильного терминала в режиме ECM-IDLE применительно к сети E-UTRAN и в режиме GPRS STANDBY применительно к сети GERAN/UMTS позволяет уменьшить объем служебных сообщений при обеспечении дискретной мобильности терминала («перевыборс» соты) между сетями E-UTRAN и GERAN/UTRAN одного оператора. Уменьшение объема служебных сообщений при перевыборе сот со сменой технологии доступа (Inter-RAT Cell-Reselection) достигается за счет регистрации мобильного терминала одновременно в узлах ММЕ и SGSN. взаимодействующих с обслуживающим шлюзом S-GW. Это позволяет осуществлять перс вы бор сот без выполнения процедуры TAU и процедуры обновления данных о зоне маршрутизации (Routing Area Update - RAU) в сети GERAN/UTRAN.

Функция ISR активируется и деактивируется на основе решений модулей и узлов, входящих в базовую сеть SAE. Эти решения передаются абонентскому терминалу в виде соответствующих команд.

Функция ограничения мобильности позволяет ограничить мобильность терминала и выполняется следующими элементами сети LTE: мобильным терминалом, сетью радиодоступа E-UTRAN и базовой сетью SAE. Ограничение мобильности абонентского терминала, находящегося в режиме ЕСМ- IDLE. реализуется мобильным терминалом на основе информации, получаемой от базовой сети SAE. Ограничение мобильности абонентского терминала, находящегося в режиме ECM-CONNECTED, выполняется сетью радиодоступа E-UTRAN и базовой сетью SAE на основе перечня ограничений хэн- довера (Handover Restriction List - HRL).

Функция индикации поддержки мультимедийных речевых услуг подсистемы IMS выполняется сетью мобильной связи и позволяет передавать мобильному терминалу идентификатор поддержки пакетной передачи речи с помощью подсистемы IMS. Данный идентификатор передается в процессе выполнения процедуры присоединения мобильного терминала к сети LTE либо в процессе выполнения процедуры TAU. Обслуживающая сеть LTE предоставляет эту индикацию на основе сетевых политик, а также поддерживаемой схемы организации голосовых вызовов (Single Radio Voice Call Continuity- SRVCC).

Функция управления радиоресурсами сети. Функция управления радиоресурсами связана с распределением ресурсов сети E-UTRAN между мобильными терминалами. Стратегия сети E-UTRAN по управлению радиоресурсами основывается на информации о конкретных типах абонентов, мобильных терминалов и приложений.

Для поддержки управления радиоресурсами в сети E-UTRAN модуль ММЕ обеспечивает передачу базовой станции eNB через интерфейс SI параметра RFSP (RAT/Frequency Selection Priority), определяющего приоритет выбора радиотехнологии и приоритет выбора частоты. Параметр RFSP используется базовой станцией для реализации стратегии сети по управлению радиоресурсами. Значение параметра является индивидуальным для абонентского терминала и используется всеми службами обмена данными сети радиодоступа E-UTRAN в следующих случаях:

- для перевыбора соты мобильными терминалами в режиме IDLE в соответствии с установленным приоритетом:

- для принятия решения по переводу мобильных терминалов, находящихся в активном режиме (active mode), на другие частотные каналы или другие технологии радиодоступа.

Сообщение, передаваемое в базовую станцию по интерфейсу S1 и содержащее параметр RFSP. детально описано в технической спецификации TS 36.413.

Функция управления сетью. Эта функция выполняется системой поддержки эксплуатации сети (ОАМ&Р) и включает в себя несколько частных функций.

Функция распределения нагрузки между модулями ММЕ обеспечивает возможность перенаправлять управление абонентским терминалом с одного модуля ММЕ на другой для распределения нагрузки между модулями. Это достигается установкой такого весового коэффициента распределения нагрузки (weight factors) для каждого модуля ММЕ. при котором вероятность выбора модулем ММЕ базовой станции пропорциональна этому коэффициенту. Весовой коэффициент устанавливается с учетом производительности модулей ММЕ и передается базовой станции путем обмена служебными сообщениями с ММЕ посредством интерфейса S1 (согласно технической спецификации TS 36.413). Если в сети используется шлюз поддержки персональных (домашних) базовых станций HeNB GW. то весовой коэффициент передается от модуля ММЕ к этому шлюзу.

Функция перераспределения нагрузки между модулями ММЕ обеспечивает возможность передавать обслуживание мобильного терминала от одного ММЕ другому в процессе обслуживания.

Функция управления перегрузками в модуле ММЕ определяет механизмы, позволяющие избегать возникновение перегрузок в сети. Эти механизмы в соответствии с техническими спецификациями TS 36.300 и TS 36.413 используют сообщения протоколов уровня NAS для отклонения запросов предоставления ресурсов, поступающих от мобильных терминалов.

Устранение перегрузки сети достигается с помощью сообщений OVERLOAD START, передаваемых модулем ММЕ базовым станциям. С помощью сообщений OVERLOAD START модуль ММЕ может посылать на базовую станцию следующие команды:

- отказать в установлении RRC-соединений мобильным терминалам, запрашивающим ресурсы сети (за исключением мобильных терминалов, запрашивающих ресурсы сети для вызова экстренных служб);

- отказать в установлении RRC-соединений мобильным терминалам, запрашивающим ресурсы сети для выполнения процедур поддержки мобильности.

Функция выбора узлов сети. Эта функция включает в себя следующие частные функции: функцию выбора шлюза P-GW; функцию выбора обслуживающего шлюза S-GW; функцию выбора модуля ММЕ: функцию выбора сетевого узла SGSN и функцию выбора функционального элемента PCRF.

Функция сети SAE, связанная с использованием IP-протокола. Эта функция включает в себя следующие частные функции.

Функция доменных имен (Domain Name System - DNS) описана в спецификации RFC 1034. она позволяет устанавливать соответствие между логическим именем шлюза P-GW и его IP-адресом.

Функция динамической конфигурации хостов (Dynamic Host Configuration Function - DHCP) позволяет выделять мобильным терминалам динамические IP-адреса. Возможности данной функции детально изложены в спецификациях RFC 2131, RFC 3736, RFC 3633 и RFC 4039.